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JP2006216623A - 発光ダイオード - Google Patents

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Abstract

【課題】 携帯電話等の搭載される筐体デザインに対応し、容易に且つ低コストで実装できる発光ダイオードを提供する。
【解決手段】 一対の端子電極を有する基板と、該基板上に実装された発光ダイオード素子と、該発光ダイオード素子を被覆する透光性封止樹脂と、基板上に形成された枠体とを有する発光ダイオードにおいて、基板の一対の端子電極のそれぞれの近傍に設ける貫通穴と、枠体の貫通穴に対応する位置に設ける凹部と、該凹部と基板との間に配置される径大部及び貫通穴に挿通配置される径小部からなる導電性弾性部材とを有し、該導電性弾性部材は径大部が端子電極と電気的に接続されていると共に、径大部側の端部が凹部の底部に当接され、径小部側の端部が貫通穴の外側に突出して配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、波長変換型の発光ダイオードに関し、特にカメラ付き携帯型電子機器のカメラ撮影用の照明に使用される白色発光ダイオードに関する。
携帯型電子機器としての携帯電話機は、近年多機能化が進み、特に、デジタルカメラを搭載したものが普及している。さらに、最近は、写真撮影用のフラッシュ光を出力するストロボ部を搭載したものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。このストロボ部の従来例を図１９に示す。図１９に示すようにストロボ発光部１０５は携帯電話機の上側筐体１０３に設けられ、プリント配線基板１０７上に搭載された白色光を発光する白色発光ダイオード１１１と、ストロボ発光用レンズ１１２と、ストロボ発光用レンズ１１２を位置決めされた状態で保持すると共に白色発光ダイオード１１１から放射された光を洩れることなくストロボ発光用レンズ１１２へ導くための遮光ホルダ１１３とを有している。
ここで、光源としての白色発光ダイオードには、青色発光を白色に変換するタイプで表面実装型の発光ダイオードが用いられる。（例えば、特許文献２参照）。図２０に示すように、この白色発光ダイオード１１は、基材となる矩形状のガラスエポキシ基板（以下、ガラエポ基板という）１２に一対の電極（カソード電極１３とアノード電極１４）をパターン形成し、赤外線および熱風を用いたリフロー装置内で２４０℃程度に加熱され、電極１３、１４の下面側をマザーボード１５上のプリント配線１６、１７に半田１８で固定することによって表面実装されている。
ガラエポ基板１２の上面中央部には発光ダイオード素子２０が搭載され、その裏面側に塗布された蛍光材含有層２１によってガラエポ基板１２に固定されている。この発光ダイオード素子２０は窒化ガリウム系化合物半導体からなる青色発光素子であり、この青色発光素子が備える電極が、ガラエポ基板１２に設けられたカソード電極１３及びアノード電極１４にボンディングワイヤ２７、２８によって接続されることで青色発光する。
一方、発光ダイオード素子２０の裏面側に設けられた蛍光材含有層２１は、接着剤をベースとした中に適当量の蛍光材を均一に分散させたものである。この接着剤を加熱固化することで、発光ダイオード素子２０の裏面がガラエポ基板１２の上面に固定される。
前記蛍光材は、発光ダイオード素子２０からの発光エネルギによって励起され短波長の可視光を長波長の可視光に変換するものであり、例えばイットリウム化合物等の蛍光物質が用いられる。
このような発光ダイオード素子２０からの発光は、上方、側方及び下方へ青色光として発光するが、特に下方側へ発光した青色光は蛍光材含有層２１の中に分散されている蛍光材に当たって励起され、黄色光に波長変換されて四方八方に発光する。そして、この黄色光が前記発光ダイオード素子２０の上方及び側方へ発光した青色光３１と混色し、発光ダイオード１１を見た時に白色発光が得られることになる。また、発光ダイオード素子２０の上方は、直方体形状の透光性封止樹脂１９によって保護されている。
特開２００４−３１７８９１号公報（第３頁、図１２） 特開２００１−７４０５号公報（第３−４頁、図２）
しかしながら、前述のような表面実装型の発光ダイオードは、携帯電話等の搭載される筐体デザイン（特に厚み）により、その大きさが限定される。そのため、その用途に応じて種々の大きさのものが製造され、場合によっては、スペーサ等の追加部品を用意する必要があり、作業が煩雑になると共に、コストが大幅に高くなるという問題があった。
また、表面実装型の発光ダイオードは、リフロー装置内で加熱され、マザーボードに半田で固定され実装されため、発光ダイオード自体の耐熱性が要求され、使用する部材が耐熱性の部材に限定されるという問題があった。さらに、表面実装の際に高温のリフロー装置内を通すと、基板と透光性封止樹脂との熱膨張係数の違いに起因して、基板と透光性封止樹脂との界面における剥離やワイヤの断線が発生し易くなり、信頼性や安定性等の特性が劣化するという問題があった。
（発明の目的）
本発明の目的は上記従来技術における課題を解決して発光ダイオードが携帯電話等の補助光源として搭載される場合に、筐体デザイン（特に厚み）に柔軟に対応し、簡単な構成により、容易に且つ低コストで実装できる発光ダイオードを提供することにある。また、実装工程において、高温のリフロー工程を無くすことで、透光性封止樹脂と基板との界面剥離を防止し、信頼性や、長期安定性を向上させた発光ダイオードを提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の発光ダイオードは、一対の端子電極を有する基板と、該基板上に実装された発光ダイオード素子と、該発光ダイオード素子を被覆する透光性封止樹脂と、基板上に形成された枠体とを有する発光ダイオードにおいて、基板の一対の端子電極のそれぞれの近傍に設ける貫通穴と、枠体の貫通穴に対応する位置に設ける凹部と、該凹部と基板との間に配置される径大部及び貫通穴に挿通配置される径小部からなる導電性弾性部材とを有し、該導電性弾性部材は径大部が端子電極と電気的に接続されていると共に、径大部側の端部が凹部の底部に当接され、径小部側の端部が貫通穴の外側に突出して配置されていることを特徴とする。
また、導電性弾性部材の弾性を利用して導電性弾性部材の径小部側の端部をマザーボード上のプリント配線に押圧することによって、径小部側の端部とマザーボード上のプリント配線とが電気的に接続されると共に、所定の筐体に保持、固定されてなることを特徴とする。
また、導電性弾性部材の径大部は、基板と枠体とによって圧縮保持されていることを特徴とする。
また、導電性弾性部材の径大部の外径は、基板に設ける貫通穴の内径より大きく、枠体に設ける凹部の内径より小さい値に設定されていることを特徴とする。
また、径大部はその一端が枠体の凹部の底部に当接し、他端が基板の端子電極と当接し電気的に接続され、径小部はその一部が径大部の内側に配置されると共にその一端が径大部の一端と機械的、且つ電気的に接続され、他端が貫通穴の外側に突出して配置されていることを特徴とする。
また、導電性弾性部材における径大部と径小部とは別体に形成され、径大部はその一端が枠体の凹部の底部に当接し、他端が基板の端子電極と当接し電気的に接続され、径小部はその一端が径大部の一端に当接し、径小部と径大部とが電気的に接続されると共に、他端が貫通穴の外側に突出して配置されていることを特徴とする。
また、導電性弾性部材が導電性のコイルバネまたは導電性の板バネであることを特徴とする。
また、基板に設ける貫通穴の内径は、枠体に設ける凹部の内径と比較して小さい値に設定されていることを特徴とする。
また、枠体と基板とは接着剤または接着シーとで固定されていることを特徴とする。
また、枠体が発光ダイオード素子から発光された光を反射する反射枠であることを特徴とする。
以上のように本発明の発光ダイオードは、携帯電話等の搭載される筐体デザイン（特に厚み）に対して柔軟に対応し、簡単な構成により、容易に且つ低コストで実装できる。また、実装工程において、高温のリフロー工程を無くすことで、透光性封止樹脂と基板との界面剥離を防止し、信頼性や、長期安定性を向上させた発光ダイオードを得ることができる。
また、導電性弾性部材における径大部と径小部とを別体とし、それぞれ独立した部材とすることによって、発光ダイオードを組立後に径小部を基板の貫通穴から挿入することができ、搭載される筐体デザイン（特に厚み）に合わせてその長さを自由に設定することができる。
以下、図１から図１３に基づいて本発明の白色発光ダイオードの具体的な実施例について説明する。図１から図５は実施例１における白色発光ダイオードを説明するための図であり、図６から図１３は実施例２における白色発光ダイオードを説明するための図である。実施例における白色発光ダイオードは、基板上の端子電極とマザーボード上のプリント配線との電気的接続に導電性弾性部材として導電性のコイルバネを採用して実装した点に特徴がある。
この構成を採用することにより、白色発光ダイオードが携帯電話等の補助光源として搭載される場合に、白色発光ダイオードを導電性弾性部材の弾性を利用して携帯電話等の筐体に組み込むことが可能となり、筐体デザイン（特に厚み）に柔軟に対応することができる。また、実装工程において高温のリフロー工程を必要とせず、透光性封止樹脂と基板との界面剥離の発生を防止し、信頼性や、長期安定性を向上させることができる。なお、実施例における白色発光ダイオードの基本的な構成は従来技術の白色発光ダイオードと類似している。したがって従来技術と同じ構成要素は同一番号を付与し説明は省略する。
以下、図１から図５に基づいて実施例１における白色発光ダイオードについて説明する。図１は本実施例における白色発光ダイオードを示す断面図、図２は図１におけるＡ部の拡大断面図、図３は図１におけるＡ部の分解拡大断面図である。また、図４、図５は本実施例における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示し、図４はその分解断面図、図５は、搭載後の断面図である。本実施例における白色発光ダイオードは、基板上の端子電極とマザーボード上のプリント配線との電気的接続に用いられる導電性弾性部材としての導電性のコイルバネが径大部と、径小部とからなり、径大部と径小部とが一体に形成されている点に特徴がある。
図１に示すように本実施例における白色発光ダイオード３０を構成する基板２２は、基材となる矩形状のガラスエポキシ樹脂からなり、導通部として一対の端子電極（カソード電極２３とアノード電極２４）がパターン形成されている。このカソード電極２３とアノード電極２４とには金、銀、またはアルミニウムメッキされた銅電極を用いる。この基板２２の上面中央部には発光ダイオード素子２０が搭載され、その裏面側に塗布された蛍光材含有層２１によって基板２２に固定されている。
この発光ダイオード素子２０は窒化ガリウム系化合物半導体からなる青色発光素子であり、この青色発光素子の上部に備える電極と、基板２２に設けられたカソード電極２３及びアノード電極２４とをワイヤボンディング機器を用いてボンディングワイヤ２７、２８でワイヤボンドさせ電気的に接続することで青色発光する。このような基板２２の材料としては耐熱性や絶縁性を有する材料が好ましく、ガラスエポキシ樹脂の他に、ビスマレイミドトリアジン（ＢＴレジン）、セラミックス、液晶ポリマーやポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ樹脂）等が利用できる。
一方、発光ダイオード素子２０の裏面側に設けられた蛍光材含有層２１は、接着剤をベースとした中に適当量の蛍光材を均一に分散させたものである。この接着剤を加熱固化することで、発光ダイオード素子２０の裏面が基板２２の上面に固定される。この基板２２の上面における発光ダイオード素子２０の周囲には、発光ダイオード素子２０から発光された光を反射する枠体である反射枠２５が形成されている。反射枠２５は円筒状で内周壁が上方に向かって内径が拡大するテーパ面になっていて発光ダイオード素子２０から発光された光を内周壁で反射させて上方向へ集光させるものである。
さらに、反射枠２５の内側には発光ダイオード素子２０およびボンディングワイヤ２７、２８を被覆して保護する透光性封止樹脂２６が設けられている。この透光性封止樹脂２６は透光性のエポキシ樹脂からなり基板２２の表面側に設けられ、発光ダイオード素子２０からの光を効率よく外部に透過させると共に外力、塵芥などから発光ダイオード素子２０やボンディングワイヤ２７、２８などを保護するものである。このような透光性封止材２としてはエポキシ樹脂の他にアクリル樹脂、ポリカーボネット樹脂、ポリイミド樹脂等が用いられる。
このような発光ダイオード素子２０からの発光は、上方、側方及び下方へ青色光として発光するが、特に下方側へ発光した青色光は蛍光材含有層２１の中に分散されている蛍光材に当たって励起され、黄色光に波長変換されて四方八方に発光する。そして、この黄色光が発光ダイオード素子２０の上方及び側方へ発光した青色光と混色し、発光ダイオード３０を見た時に白色発光が得られることになる。
前述の基板２２には、一対の端子電極であるカソード電極２３とアノード電極２４とのそれぞれの近傍に貫通穴３３、３４が設けられている。一方、反射枠２５には基板２２と当接する面に貫通穴３３、３４に対応する位置にそれぞれ凹部３１、３２が設けられている。この基板２２に設ける貫通穴３３、３４の内径は、反射枠２５に設ける凹部の内径３１、３２と比較して小さい値に設定されている。
導電性弾性部材５１、５２は、それぞれ径大部を形成する導電性の第１のコイルバネ３５、３６と径小部を形成する導電性の第２のコイルバネ３７、３８とからなり、この第１のコイルバネ３５、３６と第２のコイルバネ３７、３８とは、それぞれ一体に形成されており、電気的にも接続された２段巻きバネ構造となっている。この径大部を形成する導電性の第１のコイルバネ３５、３６は、それぞれ凹部３１、３２の底部と基板２２との間に圧縮された状態で配置されている。また、径小部を形成する導電性の第２のコイルバネ３７、３８は、それぞれ基板２２の貫通穴３３、３４に挿入配置されている。
第１のコイルバネ３５は図２、図３に示すように、反射枠２５の凹部３１の内部に配置され、導電性弾性部材５１の径大部側の端部、即ち、第１のコイルバネ３５の一端３５ａが凹部３１の底部に当接されている。この第１のコイルバネ３５の外径は、反射枠２５の凹部３１の内径より小さく、基板２２の貫通穴３３の内径より大きい値に設定されており、他端３５ｂが基板２２の端子電極であるカソード電極２３に当接し電気的に接続されるようになっている。
一方、第２のコイルバネ３７はその一端３７ａが第１のコイルバネ３５の他端３５ｂと接続され第１のコイルバネ３５と一体に形成されており電気的にも接続されている。この第２のコイルバネ３７の外径は第１のコイルバネ３５の外径に比べて小さい値に設定されており、導電性弾性部材５１の径小部側の端部、即ち、第２のコイルバネ３７の他端３７ｂが基板２２の貫通穴３３の外側に突出するように配置されており、外部への接続端子となっている。このように、第１のコイルバネ３５と第２のコイルバネ３７とが一体に形成されている導電性弾性部材５１は機械的収縮に安定性のある２段巻きバネ構造となっている。
前述の導電性弾性部材５１を組み込む場合は図３に示すように、導電性弾性部材５１の径小部である第２のコイルバネ３７を基板２２の貫通穴３３にカソード電極２３が配置されている側から挿入し、径大部である第１のコイルバネ３５の他端３５ｂをカソード電極２３に当接する。この時、第２のコイルバネ３７の他端３７ｂが貫通穴３３の外側に突出し、外部への接続端子となる。次に径大部である第１のコイルバネ３５を反射枠２５の凹部３１に収納し、凹部３１の底部に第１のコイルバネ３５の一端３５ａを当接する。次に反射枠２５を基板２２に押圧する。この時、基板２２と反射枠２５とが、互いに当接する部分で接着材３９によって接着され固定される。尚、接着剤３９の代わりに接着シートを用いることもできる。これによって、図２に示すように、第１のコイルバネ３５が圧縮され、その他端３５ｂが基板２２の端子電極であるカソード電極２３に当接し、押圧され機械的接触により電気的に接続される。
第１のコイルバネ３６は第１のコイルバネ３５と同様に反射枠２５の凹部３２の内部に配置され、導電性弾性部材５２の径大部側の端部、即ち、第１のコイルバネ３６の一端が凹部３２の底部に当接される。この第１のコイルバネ３６の外径は、反射枠２５の凹部３２の内径より小さく、基板２２の貫通穴３４の内径より大きい値に設定されており、他端が基板２２の端子電極であるアノード電極２４に当接し電気的に接続されるようになっている。
また、第２のコイルバネ３８はその一端が第１のコイルバネ３６の他端と接続され第１のコイルバネ３６と一体に形成されており電気的にも接続されている。この第２のコイルバネ３８の外径は第１のコイルバネ３６の外径に比べて小さい値に設定されており、導電性弾性部材５２の径小部側の端部、即ち、第２のコイルバネ３８の他端３８ｂが基板２２の貫通穴３４の外側に突出するように配置されており、外部への接続端子となっている。このように、第１のコイルバネ３６と第２のコイルバネ３８とが一体に形成されている導電性弾性部材５２は導電性弾性部材５１と同様に機械的収縮に安定性のある２段巻きバネ構造となっている。
また、導電性弾性部材５２は、導電性弾性部材５１と同時に同様の方法で組み込まれ、第１のコイルバネ３６が圧縮されると共に、その他端が基板２２の端子電極であるアノード電極２４に当接し、押圧され機械的接触により電気的に接続される。尚、詳細については、導電性弾性部材５１と同様であるため説明を省略する。
次に、本実施例における白色発光ダイオード３０をカメラ付き携帯電話のストロボ部４０の補助光源として搭載した例について図４、図５を用いて説明する。図４に示すよう、カメラ付き携帯電話のストロボ部４０における補助カバー４６は、その先端部が上側筐体４５に形成された開口部に嵌め込まれ、さらに下面周縁部に突設されたフランジ部の上面が開口部の縁部に係止されることによって、先端面を開口部から露出させた状態で位置決めされて固定されている。
一方、補助光源として搭載される白色発光ダイオード３０の発光側である反射枠２５の上端を上側筐体４５に固定されている補助カバー４６に当接し、導電性弾性部材５１、５２の径小部である第２のコイルバネ３７、３８の他端３７ｂ、３８ｂをマザーボード４２上のプリント配線４３、４４とにそれぞれ当接させた状態でマザーボード４２の下面側を下側筐体４１に当接するようにしてストロボ部４０に白色発光ダイオード３０を組み込む。
これによって、図５に示すように、導電性弾性部材５１、５２がそれぞれ反射枠２５の凹部３１、３２の底部とマザーボード４２とによって圧縮され、導電性弾性部材５１、５２の弾性を利用して、導電性弾性部材５１、５２の径小部である第２のコイルバネ３７、３８の他端がマザーボード４２上のプリント配線４３、４４にそれぞれ押圧され、機械的接触により電気的に接続される。また、導電性弾性部材５１、５２の弾性を利用して白色発光ダイオード３０が上側筐体４５と下側筐体４１とによってマザーボード４２を介して狭持され、カメラ付き携帯電話の筐体に保持、固定される。
以上のように本実施例における白色発光ダイオード３０は、携帯電話等の搭載される筐体デザインに対して柔軟に対応し、簡単な構成により、容易に且つ低コストで実装できる。さらに、白色発光ダイオードの大きさ（特に厚み）の標準化が可能となり、コストを低減することができる。また、白色発光ダイオード３０とマザーボード４２上のプリント配線４３、４４との電気的に接続が導電性弾性部材５１、５２の弾性を利用して機械的接触により実現されるため、実装工程において、高温のリフロー工程を無くすことができ、透光性封止樹脂と基板との界面剥離を防止し、信頼性や、長期安定性を得ることができる。また、白色発光ダイオードの構成部品として耐熱性の材料を使用する必要がないため、コストの低減が可能となる。
次に、図６から図１３に基づいて実施例２における白色発光ダイオードについて説明する。図６は実施例２における白色発光ダイオードを示す断面図、図７は図６におけるＢ部の拡大断面図、図８は図６におけるＢ部の組立前を示す分解拡大断面図、図９は白色発光ダイオード実装時の導電性弾性部材を示す部分拡大断面図である。また、図１０、図１１は実施例２における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示し、図１０は搭載前の分解断面図、図１１は、搭載後の断面図である。また、図１２は、導電性弾性部材の径大部としての第１のコイルバネを示し、図１３は、導電性弾性部材の径小部としての第２のコイルバネを示す。本実施例における白色発光ダイオードは、導電性弾性部材の径大部としての第１のコイルバネと径小部としての第２のコイルバネとを別体とした点が実施例１と異なる点であり、基本構成は実施例１と同様である。したがって実施例１と同様の構成要素については同一番号を付与し説明を省略する。
図６、図７に示すように、本実施例における白色発光ダイオード３０の導電性弾性部材は、径大部を形成する導電性の第１のコイルバネ５５、５６と径小部を形成する導電性の第２のコイルバネ５７、５８とからなり、この径大部である第１のコイルバネ５５と径小部である第２のコイルバネ５７とは別体に形成されており、それぞれ独立した部材からなる。第１のコイルバネ５５、５６は、それぞれ基板２２の凹部３１、３２の底部と基板２２との間に圧縮された状態で白色発光ダイオード３０に予め組み込まれるが、第２のコイルバネ５７、５８は、マザーボードに実装する時に基板２２の貫通穴３３、３４に挿入し、第１のコイルバネ５５、５６と第２のコイルバネ５７、５８とをそれぞれ電気的に接続する。このように、本実施例における導電性弾性部材は２ストローク、２段巻きバネ構造となっている。
第１のコイルバネ５５は図７に示すように、反射枠２５の凹部３１の内部に配置され、その一端５５ａが凹部３１の底部に当接される。この第１のコイルバネ５５の外径は、反射枠２５の凹部３１の内径より小さく、基板２２の貫通穴３３の内径より大きい値に設定されており、他端５５ｂが基板２２の端子電極であるカソード電極２３に当接し電気的に接続されるようになっている。
この径大部である第１のコイルバネ５５を組み込む場合は図８に示すように、第１のコイルバネ５５を反射枠２５の凹部３１に収納し、凹部３１の底部に第１のコイルバネ５５の一端５５ａを当接する。次に反射枠２５を基板２２に押圧し、基板２２と反射枠２５とが互いに当接する部分で接着材３９によって接着し固定する。これによって、図７に示すように、第１のコイルバネ５５が圧縮され、その他端５５ｂが基板２２の端子電極であるカソード電極２３に当接し、押圧され機械的接触により電気的に接続される。
また、第１のコイルバネ５６についても第１のコイルバネ５５と同様の方法で同時に組み込まれる。第１のコイルバネ５６は、反射枠２５の凹部３２の内部に配置され、その一端が凹部３２の底部に当接され、他端が基板２２の端子電極であるアノード電極２４に当接し電気的に接続される。この第１のコイルバネ５６の外径は、反射枠２５の凹部３２の内径より小さく、基板２２の貫通穴３４の内径より大きい値に設定されている。このように、基板２２と反射枠２５とを互いに当接する部分で接着材３９によって接着し固定することによって、第１のコイルバネ５５、５６が圧縮され、その他端５５ｂ、５６ｂが基板２２の端子電極であるカソード電極２３、アノード電極２４にそれぞれに当接し、押圧され機械的接触により電気的に接続される。
径小部である第２のコイルバネ５７は、その外径が基板２２の貫通穴３４の内径、及び第１のコイルバネ５５の内径より小さい値に設定されており、白色発光ダイオードをマザーボードに実装する時に組み込まれ、基板２２の貫通穴３３に挿入され、さらに径大部である第１のコイルバネ５５の内側に挿入される。この時、径小部である第２のコイルバネ５７は図９に示すようにその一端５７ａが径大部である第１のコイルバネ５５の一端５５ａに当接され電気的に接続されると共に、第１のコイルバネ５５の一端５５ａを介して反射枠２５の凹部３１の底部に当接される。一方、他端５７ｂが基板２２の貫通穴３３の外側に突出するように配置され外部への接続端子となっている。
第１のコイルバネ５５の一端５５ａは、図１２に示すように、例えば薄巻き状に端末処理し、第２のコイルバネ５７の一端５７ａとの接触面を大きくしておくと電気的な接続を確実にすることができ好ましい。さらに、図１３に示すように、第２のコイルバネ５７の一端５７ａも同様に薄巻き状に端末処理し、接触面を大きくしておいても良い。
また、第２のコイルバネ５８も第２のコイルバネ５７と同様に、基板２２の貫通穴３４に挿入される。この時、第２のコイルバネ５８はその一端５８ａが径大部である第１のコイルバネ５６の一端５６ａに当接され電気的に接続されると共に、第１のコイルバネ５６の一端５６ａを介して反射枠２５の凹部３２の底部に当接される。他端５７ｂが基板２２の貫通穴３３の外側に突出するように配置され外部への接続端子となっている。
また、図示していないが、第１のコイルバネ５６についも第１のコイルバネ５５と同様に端末処理し接触面を大きくしておくことが好ましく、第２のコイルバネ５８についも同様に端末処理しておいても良い。
次に、白色発光ダイオード３０をカメラ付き携帯電話のストロボ部４０の補助光源として搭載する場合について説明する。図１０に示すよう、ストロボ部４０における補助カバー４６は、その先端部が上側筐体４５に形成された開口部に嵌め込まれ、さらに下面周縁部に突設されたフランジ部の上面が開口部の縁部に係止されることによって、先端面を開口部から露出させた状態で位置決めされて固定されている。
一方、補助光源として搭載される白色発光ダイオード３０の発光側である反射枠２５の上端を上側筐体４５に固定されている補助カバー４６に当接する。次に第２のコイルバネ５７、５８を基板２２の貫通穴３３、３４にそれぞれ挿入し、その一端５７ａ、５８ａを第１のコイルバネ５５、５６の一端５５ａ、５６ａにそれぞれ当接し電気的に接続する。この時、第２のコイルバネ５７、５８の他端５７ｂ、５８ｂは基板２２の貫通穴３３の外側に突出しマザーボード４２上のプリント配線４３、４４との接続端子となる。
次に、第２のコイルバネ５７、５８の他端５７ｂ、５８ｂをマザーボード４２上のプリント配線４３、４４とにそれぞれ当接させた状態でマザーボード４２の下面側を下側筐体４１に当接するようにしてストロボ部４０に白色発光ダイオード３０を組み込む。これによって、図１１に示すように、第２のコイルバネ５７、５８が反射枠２５の凹部３１、３２の底部とマザーボード４２とによって圧縮され、この第２のコイルバネ５７、５８の弾性を利用して、第２のコイルバネ５７、５８の一端５７ａ、５８ａを第１のコイルバネ５５、５６の一端５５ａ、５６ａを当接し電気的に接続すると共に、第２のコイルバネ５７、５８の他端５７ｂ、５８ｂをマザーボード４２上のプリント配線４３、４４にそれぞれ押圧し、機械的接触により電気的に接続する。また、第２のコイルバネ５７、５８の弾性を利用して白色発光ダイオード３０が上側筐体４５と下側筐体４１とによってマザーボード４２を介して狭持され、カメラ付き携帯電話の筐体に保持、固定される。
以上のように本実施例における白色発光ダイオードは、導電性弾性部材の径大部である第１のコイルバネ５５と径小部である第２のコイルバネ５７とを別体に形成し、それぞれ独立した部材とし、第１のコイルバネ５５、５６のみ白色発光ダイオード３０に予め組み込んでおく。これによって、白色発光ダイオード３０をマザーボードに実装する時に組立後の発光ダイオードの基板２２の貫通穴３３、３４に径小部である第２のコイルバネ５７、５８を挿入することができ、携帯電話等の搭載される筐体デザイン（特に厚み）に合わせてその長さを自由に設定でき、筐体デザインに対して柔軟に対応することが可能となる。
また、径大部である第１のコイルバネ５５、５６と径小部である第２のコイルバネ５７、５８とが別体に形成されているため、それぞれの接点における電気的接続をより安定したものとすることができ、信頼性を向上させることができる。尚、本実施例においても実施例１と同様の効果を得ることができる。
次に、図１４から図１８に基づいて実施例３における白色発光ダイオードについて説明する。図１４は実施例３における白色発光ダイオードを示す断面図、図１５は図１４におけるＣ部の拡大断面図、図１６は図１４におけるＣ部の組立前を示す分解拡大断面図である。また、図１７、図１８は実施例３における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示し、図１７は搭載前の分解断面図、図１８は、搭載後の断面図である。本実施例における白色発光ダイオードは、導電性弾性部材としての導電性のコイルバネが径大部と、径小部とからなり、径大部と径小部とが一体に形成されている点は実施例１と同様であるが、導電性弾性部材の径大部の内側に径小部の一部を配置し、互いの一端を機械的、電気的に接続して一体に形成した点が異なっている。その他の基本構成は実施例１と同様である。したがって実施例１と同様の構成要素については同一番号を付与し説明を省略する。
図１４に示すように、本実施例における白色発光ダイオード３０の導電性弾性部材７１、７２は、それぞれ径大部を形成する導電性の第１のコイルバネ６５、６６と径小部を形成する導電性の第２のコイルバネ６７、６８とからなる。導電性弾性部材７１を構成する第１のコイルバネ６５は図１５、図１６に示すように、反射枠２５の凹部３１の内部に配置され、導電性弾性部材７１の径大部側の端部、即ち、第１のコイルバネ６５の一端６５ａが凹部３１の底部に当接されている。この第１のコイルバネ６５の外径は、反射枠２５の凹部３１の内径より小さく、基板２２の貫通穴３３の内径より大きい値に設定されており、他端６５ｂが基板２２の端子電極であるカソード電極２３に当接し電気的に接続されるようになっている。
一方、第２のコイルバネ６７はその一端６７ａ側の一部が第１のコイルバネ６５の内側に配置され、その一端６７ａが第１のコイルバネ６５の一端６５ａと接続され第１のコイルバネ６５と一体に形成されており、機械的、且つ電気的に接続されている。これによって、第２のコイルバネ６７の一端６７ａは第１のコイルバネ６５の一端６５ａと共に反射枠２５の凹部３１の底部に当接される。この第２のコイルバネ６７の外径は第１のコイルバネ６５の内径、及び基板２２の貫通穴３３の内径に比べて小さい値に設定されており、第２のコイルバネ６７の他端６７ｂ側が基板２２の貫通穴３３に挿通配置され、他端６７ｂが基板２２の貫通穴３３の外側に突出するように配置されており、外部への接続端子となっている。このように、第１のコイルバネ６５と第２のコイルバネ６７とが一体に形成されている導電性弾性部材７１は機械的収縮に安定性のある２段巻きバネ構造となっている。
前述の導電性弾性部材７１を組み込む場合は図１６に示すように、導電性弾性部材７１の径小部である第２のコイルバネ６７を基板２２の貫通穴３３にカソード電極２３が配置されている側から挿入し、径大部である第１のコイルバネ６５の他端６５ｂをカソード電極２３に当接する。この時、第２のコイルバネ６７の他端６７ｂが貫通穴３３の外側に突出し、外部への接続端子となる。次に径大部である第１のコイルバネ６５を反射枠２５の凹部３１に収納し、凹部３１の底部に第１のコイルバネ６５の一端６５ａを当接する。この時第２のコイルバネ６７の一端６７ａも凹部３１の底部に当接される。
次に反射枠２５を基板２２に押圧する。この時、基板２２と反射枠２５とが、互いに当接する部分で接着材３９によって接着され固定される。これによって、図１５に示すように、第１のコイルバネ６５が圧縮され、その他端６５ｂが基板２２の端子電極であるカソード電極２３に当接し、押圧され機械的接触により電気的に接続される。
導電性弾性部材７２は、前述の導電性弾性部材７１と同じ構成であるが簡単に説明する。導電性弾性部材７２を構成する第１のコイルバネ６６は第１のコイルバネ６５と同様の手順で反射枠２５の凹部３２の内部に配置され、第１のコイルバネ６６の一端が凹部３２の底部に当接され、他端が基板２２の端子電極であるアノード電極２４に当接し電気的に接続されるようになっている。
また、第２のコイルバネ６８は第２のコイルバネ６６と同様に、その一端６８ａ側の一部が第１のコイルバネ６６の内側に配置され、その一端が第１のコイルバネ６６の一端と接続され第１のコイルバネ６６と一体に形成されており、機械的、且つ電気的に接続されている。これによって、第２のコイルバネ６８の一端は第１のコイルバネ６６の一端と共に反射枠２５の凹部３１の底部に当接される。第２のコイルバネ６８の他端側が基板２２の貫通穴３３に挿通配置され、他端が基板２２の貫通穴３３の外側に突出するように配置されており、外部への接続端子となっている。このように、第１のコイルバネ６６と第２のコイルバネ６８とが一体に形成され導電性弾性部材７２となっている。
また、導電性弾性部材７２は、導電性弾性部材７１と同時に同様の方法で組み込まれ、第１のコイルバネ７６が圧縮されると共に、その他端が基板２２の端子電極であるアノード電極２４に当接し、押圧され機械的接触により電気的に接続される。尚、詳細については、導電性弾性部材７１と同様であるため説明を省略する。
前述のように、本実施例における白色発光ダイオード３０に組み込まれる導電性弾性部材７１、７２は、図１４、図１５に示すように、それぞれ径大部を形成する導電性の第１のコイルバネ６５、６６と径小部を形成する導電性の第２のコイルバネ６７、６８とからなり、この第１のコイルバネ６５、６６と第２のコイルバネ６７、６８とは、それぞれ一体に形成されており、機械的、且つ電気的に接続された２段巻きバネ構造となっている。この径大部を形成する導電性の第１のコイルバネ６５、６６は、それぞれ凹部３１、３２の底部と基板２２との間に圧縮された状態で配置されている。この時、第２のコイルバネ６７、６８の一端は第１のコイルバネ６５、６６の一端と共に反射枠２５の凹部３１の底部に当接される。また、径小部を形成する導電性の第２のコイルバネ６７、６８は、それそれの一端がそれぞれ基板２２の貫通穴３３、３４に挿入配置されており、他端６７ｂ、６８ｂが基板２２の貫通穴３３の外側に突出するように配置される。
尚、本実施例における白色発光ダイオード３０をカメラ付き携帯電話のストロボ部４０の補助光源として搭載する例については実施例１と類似している。したがって、同一構成要素については、説明を省略し、白色発光ダイオード３０をマザーボードに実装する例について簡単に説明する。
図１７に示すように、補助光源として搭載される白色発光ダイオード３０の発光側である反射枠２５の上端を上側筐体４５に固定されている補助カバー４６に当接し、導電性弾性部材の径小部である第２のコイルバネ６７、６８の他端６７ｂ、６８ｂをマザーボード４２上のプリント配線４３、４４とにそれぞれ当接させた状態でマザーボード４２の下面側を下側筐体４１に当接するようにしてストロボ部４０に白色発光ダイオード３０を組み込む。
これによって、図１８に示すように、導電性弾性部材の径小部である第２のコイルバネ６７、６８がそれぞれ反射枠２５の凹部３１、３２の底部とマザーボード４２とによって圧縮され、径小部である第２のコイルバネ６７、６８の弾性を利用して、第２のコイルバネ６７、６８の他端６７ｂ、６８ｂがマザーボード４２上のプリント配線４３、４４にそれぞれ押圧され、機械的接触により電気的に接続される。また、第２のコイルバネ６７、６８の弾性を利用して白色発光ダイオード３０が上側筐体４５と下側筐体４１とによってマザーボード４２を介して狭持され、カメラ付き携帯電話の筐体に保持、固定される。
以上のように本実施例における白色発光ダイオード３０は、導電性弾性部材７１、７２の径大部である第１のコイルバネ６５、６６と径小部である第２のコイルバネ６７、６８とが一体に形成されているが、径大部である第１のコイルバネ６５、６６は、それぞれ反射枠の凹部３１、３２の底部と基板２２との間に圧縮された状態で配置されている。また、第２のコイルバネ６７、６８は反射枠の凹部３１、３２の底部とマザーボード４２とによって圧縮される。このように、径大部である第１のコイルバネ６５、６６と径小部である第２のコイルバネ６７、６８とは、それぞれ独立した弾性部材として作用するため、互いに干渉されることがない。このため、第１のコイルバネ６５、６６と第２のコイルバネ６７、６８とはそれぞれの接点における電気的接続をより安定したものとすることができ、信頼性を向上させることができる。また、本実施例においても実施例１と同様の効果を得ることができる。
なお、各実施例においては、白色発光ダイオードを例として説明したが、その他の表面実装型発光ダイオードについても適応可能であり、同様の効果を得ることができる。
また、各実施例においては導電性弾性部材として導電性のコイルバネを例として説明したが、導電性の板バネでも良い。
本発明の実施例１における白色発光ダイオードを示す概略断面図である。 図１におけるＡ部の拡大断面図である。 図１におけるＡ部の分解拡大断面図である。 本発明の実施例１における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示す分解断面図である。 本発明の実施例１における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示す断面図である。 本発明の実施例２における白色発光ダイオードを示す概略断面図である。 図６におけるＢ部の拡大断面図である。 図６におけるＢ部の分解拡大断面図である。 本発明の実施例２における白色発光ダイオード実装時の導電性弾性部材を示す部分拡大断面図である。 本発明の実施例２における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示す分解断面図である。 本発明の実施例２における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示す断面図である。 本発明の実施例２における導電性弾性部材である第１のコイルバネを示す図である。 本発明の実施例２における導電性弾性部材である第２のコイルバネを示す図である。 本発明の実施例３における白色発光ダイオードを示す概略断面図である。 図１４おけるＣ部の拡大断面図である。 図１４におけるＣ部の分解拡大断面図である。 本発明の実施例３における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示す分解断面図である。 本発明の実施例３における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示す断面図である。 従来例のカメラ付き携帯電話機のストロボ部を示す概略断面図である。 従来例の白色発光ダイオードを示す概略断面図である。
符号の説明
１１ 白色発光ダイオード
１２ ガラエポ基板
１３ カソード電極
１４ アノード電極
１５ マザーボード
１６、１７ プリント配線
１８ 半田
１９ 透光性封止樹脂
２０ 発光ダイオード素子
２１ 蛍光材含有層
２２ 基板
２３ カソード電極
２４ アノード電極
２５ 反射枠
２６ 透光性封止樹脂
２７、２８ ボンディングワイヤ
３０ 白色発光ダイオード
３１、３２ 反射枠の凹部
３３、３４ 基板の貫通穴
３５、３７ 第１のコイルバネ
３６、３８ 第２のコイルバネ
３９ 接着剤
４０ ストロボ部
４１ 下側筐体
４２ マザーボード
４３、４４ プリント配線
４５ 上側筐体
４６ 補助カバー
５１、５２、７１、７２ 導電性弾性部材
５５、５７、６５、６７ 第１のコイルバネ
５６、５８、６６、６８ 第２のコイルバネ

Claims (10)

  1. 一対の端子電極を有する基板と、該基板上に実装された発光ダイオード素子と、該発光ダイオード素子を被覆する透光性封止樹脂と、前記基板上に形成された枠体とを有する発光ダイオードにおいて、
    前記基板の一対の端子電極のそれぞれの近傍に設ける貫通穴と、前記枠体の前記貫通穴に対応する位置に設ける凹部と、該凹部と前記基板との間に配置される径大部及び前記貫通穴に挿通配置される径小部からなる導電性弾性部材とを有し、該導電性弾性部材は前記径大部が前記端子電極と電気的に接続されていると共に、前記径大部側の端部が前記凹部の底部に当接され、前記径小部側の端部が前記貫通穴の外側に突出して配置されていることを特徴とする発光ダイオード。
  2. 前記導電性弾性部材の弾性を利用して前記導電性弾性部材の径小部側の端部を前記マザーボード上のプリント配線に押圧することによって、前記径小部側の端部とマザーボード上のプリント配線とが電気的に接続されると共に、所定の筐体に保持、固定されてなることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
  3. 前記導電性弾性部材の径大部は、前記基板と前記枠体とによって圧縮保持されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光ダイオード。
  4. 前記導電性弾性部材の径大部の外径は、前記基板に設ける貫通穴の内径より大きく、前記枠体に設ける凹部の内径より小さい値に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
  5. 前記径大部はその一端が前記枠体の凹部の底部に当接し、他端が前記基板の端子電極と当接し電気的に接続され、前記径小部はその一部が前記径大部の内側に配置されると共にその一端が前記径大部の一端と機械的、且つ電気的に接続され、他端が前記貫通穴の外側に突出して配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
  6. 前記導電性弾性部材における径大部と径小部とは別体に形成され、前記径大部はその一端が前記枠体の凹部の底部に当接し、他端が前記基板の端子電極と当接し電気的に接続され、前記径小部はその一端が前記径大部の一端に当接し、前記径小部と前記径大部とが電気的に接続されると共に、他端が前記貫通穴の外側に突出して配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
  7. 前記導電性弾性部材が導電性のコイルバネまたは導電性の板バネであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
  8. 前記基板に設ける貫通穴の内径は、前記枠体に設ける凹部の内径と比較して小さい値に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
  9. 前記枠体と前記基板とは接着剤または接着シーとで固定されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
  10. 前記枠体が前記発光ダイオード素子から発光された光を反射する反射枠であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
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